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摘要：电工电子实验室是面向工科学生专业基础课程的实践教学基地。针对新工科背景下对人才培养的需要，突出了实验教学环节的作用和地位，提出了开放式的实验教学管理机制，在实验内容、实验方式以及实验设备等方面进行了探索与尝试，有效地提高了学生的理论素养和实践极大地提高了教学效果。
关键词：电工电子实验室；开放式管理
本文引用格式：葛延,李海军,葛丽娟,等.新工科背景下电工电子实验室管理模式的探索与尝试[J].教育现代化,2020,7(37):162-165.
Exploration and Attempt of Management Mode of Electrical and Electronic Laboratory under New Engineering Background
GE Yan,LI Hai-jun,GE Li-juan,LIU Xiao-min,LIU Yu(Corresponding Author)
(Inner Mongolia Agricultural University,Hohhot,Inner Mongolia)
ABSTRACT：Electrical and electronic laboratory is a practical teaching base for engineering students.In view of need of talent training under new engineering background,the paper highlights role and status of experimental teaching,proposes open management mechanism of experimental teaching,which explores and attempts in aspects of experimental content,experimental mode and equipment,improves theoretical literacy and practice of students effectively and improves teaching effect greatly.
KEY WORDS：Electrical and electronic laboratory;Open management
现今，科学技术日新月异，实践教学环节在高校的教学体系和培养目标中的地位也在日益提高，特别在提出新工科理念的背景下，工科类专业的实践环节更是加强理论理解和培养学生应用能力的必要手段和重要途径，电工电子实验室作为实践教学的重要依托，其实验教学手段和管理模式的改变也势在必行[1]。
一 传统实验教学和管理模式存在的问题
电工电子实验室是工科类专业教育体系中重要组成部分，也是培养创新应用型人才的基地，大量高水平高校都以“国家级重点实验室”作为学校教学研究水平的衡量标准之一，可见高校实验室的建设与管理水平直接影响着人才培养质量，对新工科创新人才培养有重要的作用。
目前，我校电工电子实验室归教研室管理，采用传统的分散型管理模式。实验室承担的实验课是专业技术基础核心课程，包括电工技术课程实验、电子技术综合实验、电子技术课程设计以及毕业设计等，内容多、涉及面广、具有很强的实践性和应用性[2]。传统的电工电子实验多为验证性和综合性实验，学生实验时根据实验步骤和老师的讲解进行，很少涉及实验中延伸课外问题。学生进行简单而基础性强的理论验证工作，虽然能够在一定程度上帮助学生加深理解，但是由于验证手段经典且固定，学生很少有独立思考的空间和锻炼实践技能的机会，学习被动、主动性较差，激发不起学生的实验兴趣，适应不了当今高等教育创新性人才培养的要求。学生在实验课上只能对仪器设备进行初步的认识，对其内在的工作原理和使用技巧无法做到深入地体会，一旦遇到故障，教师也会立刻帮忙解决，因而实验过程中学生只能机械地完成。学生进行简单而基础性强的理论验证工作，虽然能够在一定程度上帮助学生加深理解，但是由于验证手段经典且固定，学生很少有独立思考的空间和锻炼实践技能的机会。在项目式教学改革的推动下，越来越多的专业课和专业基础课开始依托“实际项目”来进行讲解，而实验室在项目式教学中所起的作用也越来越重要。以往的实验教学管理体系也急需进行一次改革。以项目促教学，以实践促教学，以实验代替部分教学环节成为了新的潮流，加大实验室开放力度，采取各种形式来面向学生和面向项目开放才能发挥出实验教学更大的作用。
新工科对工科人才提出了创新应用、动手实践的素质要求，理论与实践教学一体化改革已经成为高校实验教学的主流[3]。为此，电工电子实验课程以项目式教学改革为突破口，以项目促教学、以实践促教学、理实一体化促进实验教学管理体系的改革，加大实验室开放力度，采取各种形式来面向学生和面向项目开放才能发挥出实验教学更大的作用。
二实验室开放的形式
（一）实验内容的开放
实验内容必须改变以往辅助教学的理念，而应该作为教学内容的一部分，让学生从实验中验证问题，从实验中发现问题、提出问题、解决问题[4]。
首先要对学生的基本实践技能和安全意识进行系统的培养，对电应该有一定的敬畏之心，并培养严谨对待学习的态度。在仪器设备的学习和使用中，学会避免问题，并对意外事故有一定的预判和处理能力[5]。在以往对学生基础技能培养的前提下，重点培养学生的应变能力，例如，在这样的实验模式下，教师的角色由实验过程的演示者转变为了学生求知探索的帮助者和指导者。
在综合性实验中，实验内容的设置在安全可控范围内灵活多变。在实验原理的范围内，对如元器件参数、电路连接形式、条件给定、测量方法、结论分析等方面给予充分的自主权，学生自己设计实验、验证实验、分析并总结实验[6]。在这样的实验模式下，教师的角色也不再是实验过程的演示者，而变成学生探索的帮助者和指导者。
为了更好的适应项目式教学的特点，对以往理论与实验分开进行的模式也进行了调整，实验内容不再局限于固定的内容。对于某些教学环节，采用在实验室上理论课的形式，教师在实验室对某些环节进行实验操作与演示，在现象的激发下进行理论教学，让学生参与其中，将实验内容与理论内容进行糅合，以实验促教学，用现象助理解，体现项目式教学的本质[7]。
实验内容的改进还包括了学生自主性选择，每个学生对于理论的理解和实验的需求可能都有所不同，而适当的设置自主性实验能够更好的激发学习兴趣，培养实践技能[8]。学生可以根据自身能力和理解，选择验证、测量或设计型实验，并在实验室进行实验。教师根据其实验设计、过程操作和结论的情况进行评定，作为实验成绩或者作为理论课程的平时成绩。
为了丰富学生的课外科技活动，实验中心还依托学院，定期组织面向本科生的PLC与工程实训比赛，为学生提供学习和展示的平台，激发学生学习兴趣，提高学生的核心竞争力。实验中心也充分发挥了自身的资源优势，设立大学生创新实验室、机器人实验室等学生组织，为有创新意识勇于实践的学生提供了良好的场地和资源，并且选派优秀的实验技术人员作为兼职指导教师，参加从自治区至全国性的各级科技竞赛活动，成绩斐然。
（二）实验时间的开放
实验室根据自身情况在保障正常实验教学的前提下，安排不同的时间段向学生开放。
1.定时开放：每学期实验中心会根据各实验室本科实验教学计划公布具体开放时间段，学生可以自由选择时间并携带校园卡到实验室实践。并做好实验时间和内容的记录工作。
2.预约开放：在学分制教学背景下，学生学习时间的灵活性与自由度增加，实验室的开放也应与之相适应。实验室建立了较完善的开放管理制度和预约系统，学生可以提前申请进行拟做实验的需求，包括实验内容及所需仪器设备；实验室根据学生预申请的实验内容、设备、人数和预约时间来安排指导教师落实完成[9]。这种开放形式时间上灵活性高，而且由于实验人数不致过多，学生学习动力强，实验效果好。
（三）实验设备管理的开放
要想把实验室变成学生喜欢来的场所，实现学生可根据自己的学习时间安排选择实验时间与内容，使学生真正成为实验室的主人，不仅要做好时间上的准备，更要保证实验室仪器设备的完好率，这无疑对实验室管理提出了更高的要求。实验室不仅要做好计划内实验教学工作，而且要加大对实验室管理的建设与投入，配置先进、功能齐全的实验室配套硬件和软件[10]。为了满足开放型实验需求，实验中心现已设立学生科技创新实验室，是由本科生自主管理的学生组织，并专门设立类似于研究生研究室的实验室，作为学生课外科技创新活动的场所，该实验室设置专人对实验人员、实验设备进行统筹管理，经过专门训练并具备合格技能的学生作为创新实验室的管理主体，负责实验设备的维护和管理。
目前，中心下设有电工、电子、电机、电子工艺实习以及学生创新实验室，每年可为全校25个专业开设13门实验课程。其中电气控制实验室，有中心自行研制并制作的30套基于PLC电气控制的实验台。该实验室目前除了承担PLC课程实验外，还作为电气控制课程的教室，以及PLC电气控制课程实习的实习场所，学生自行利用实验台上的欧姆龙、西门子及三菱PLC以及配套模块，对实验台上的各种传感器和被控对象进行组合设计，对学生的实践技能提高有极大的帮助[11]。教师作为设计的验证者和操作指导者，对学生的实验方案和安全进行监督和指导。该实验室的管理模式多次受到校领导、教务处及学院领导的表扬与认可。
（四）实验平台的开放
借助校园网、学校教务系统及网络教学平台，可以实现网上预约、成绩查询、实验室和实验项目管理等功能，真正体现了实验室开放管理机制。通过此系统，学生可随时登录实验中心管理平台网上进行选课、预约、实验数据上传、实验报告提交、实验成绩查询以及了解实验室的相关信息，例如课程内容、现有实验设备的使用情况以及使用方法、开放预约的时间段等信息。平台还具有在线的网络交流平台以方便教师与学生进行在线交流或留言交流；同时平台可以使用在线教学资源，如一些典型实验的在线仿真平台，方便学生在实验课前进行预习和虚拟实验，方便学生随时随地进行实验理论预习和实验方案验证，能有效减少安全事故，提升学生实验安全。学生做好预习工作后，按照预约时间刷卡进入实验室进行实验，教师就可以根据学生的“刷卡”记录考核学生的出勤情况，并根据学生的实验进度和上传的结果及时进行评定和成绩发布，学生也能够及时在网上查看成绩。
（五）实验成绩考核
为使实验的考核环节贴近工程实际，尝试改变以往以实验态度和实验过程为主评定实验成绩的方法。建立多元的实验考试、考核方法，统筹考核实验过程与实验结果。把重点放到平时的考核当中去，主要包括实验习惯、实验预习、实验操作、实验结果、实验报告等方面。通过实验项目报告、设计评估等形式，学生也可以自评、互评等方式实质性地提出实验过程考核结构比例，目的是让学生通过实验成绩评定自主建立起对学习和生活的品格的塑造，实现育人的目标。
总之，评价方式的改革和教学模式改革是相配套的。通过学生实验成绩评定方法改革，使之能更科学、准确、全面地评价学生的知识、能力和素质，引导学生知识、能力和素质协调发展。而不仅仅是知识点的记忆。鼓励学生勤于思考，克服困难完成实验。实验中既提倡小组合作，又鼓励独立研究。
三 在线教学模式的探索
在网络教育环境日新月异的今天，实验室通过网络在线通讯及直播平台进行在线实验教学与直播演示，与多种在线资源、交互平台相结合，实现跨越物理距离的远程实践教学模式。同时，正在逐步引入的多种虚拟化、数字化的交互式可操作实验平台，让学生可以在线体验实验氛围，远程实验操作。利用多种在线平台与软硬件结合，形成在线直播授课，在线交流答疑，远程实验操作，线上交流反馈等多种教学环节相结合的在线实验教学模式，突破了实践教学的硬件和空间局限，结合开放式实验预约管理方式，线上学习和线下实践相结合，极大地方便了学生随时随地进行实践学习，和自主管理学习时间的学习模式。
四 结语
项目式教学指导下实验设备和实验活动的开放式管理促进了学生的主体地位的体现。学生在实验室可以自主创新实验项目，开展进行自主实验。也可以提出“项目申请”。由指导教师主导，将有创新性、可行性的项目正式申请成为学院、甚至学校级立项项目，学生作为正式参加人参与项目。使学生不仅得到能力的锻炼，也得到了参与科研项目的训练。经过不断探索和尝试，部分实践教学环节实现了由学生主导或者辅助教师开展，突出了学生作为实践主体的地位，教师指导把关为辅助的实践教学模式。
以培养新工科人才为目标，以项目式实验教学为依托，积极研究与探索开放实验室的管理模式与方法，促进了实验教学从传统模式向创新型人才培养模式的转变，提高了学生理论联系实践的积极性与主动性，切实培养了学生的动手实践能力和创新能力，取得了较好的教学效果。科学合理有效的实验室管理模式是实验教学质量的根本保障，开放式实验教学管理适应了当代人才培养的要求，但还应与时俱进不断完善，在开放实验内容的深度与广度上还应进行深入的研究与探索。
参考文献
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